(57)【要約】【課題】大麦等を発芽室に入れて大量に発芽させる設備においては、発芽室を冷却して常時適温に保つ必要があり、その発芽室の冷却を外気の有効活用によって経済的に行えるようにする。【解決手段】発芽設備の外気導入シャッタ７と循環シャッタ９の開度を制御装置１６からの指令に基づいて切り替え、そのシャッタ開度の切り替えにより、熱交換器５の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも高いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの低い方の空気を空気循環路３に多く取り入れ、一方、熱交換器５の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも低いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの高い方の空気を空気循環路３に多く取り入れるようにして発芽室２の冷却に要する電力を節約できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
種を収納して発芽させる発芽室、その発芽室を経由する空気循環路、この空気循環路内の空気を循環させる送風機、循環空気を冷却して前記発芽室に送り出す熱交換器、循環空気に一定の湿度を与える噴霧装置、前記空気循環路の外気導入口を開閉する動力駆動の外気導入シャッタ、前記空気循環路の排気口を開閉する排気シャッタ、前記発芽室の空気出口部側で空気循環路を開閉する動力駆動の循環シャッタ、前記熱交換器の入口側空気温度と出口側空気設定温度を比較する温度比較手段、外気と循環空気のエンタルピーを比較するエンタルピー比較手段、及び前記温度比較手段とエンタルピー比較手段からの情報に基づいて前記外気導入シャッタと循環シャッタの開度を切り替える制御装置とを備えて構成される発芽設備。
【請求項２】
外気導入シャッタと循環シャッタの開度切り替えにより、前記熱交換器の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも高いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの低い方の空気を空気循環路に多く取り入れ、一方、熱交換器の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも低いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの高い方の空気を空気循環路に多く取り入れるようにした請求項１に記載の発芽設備。
【請求項３】
熱交換器の入口側空気温度と出口側空気設定温度の比較と比較結果に基づくシャッタの開度切り替えが一定時間毎になされるようにした請求項２に記載の発芽設備。
【請求項４】
前記循環シャッタの閉制御が、所定開度になるまでは開度を一定の変化率で段階的に小さくし、所定開度以下となった後は所定開度になるまでの開度変化率よりも小さな変化率で段階的に小さくするようになされる請求項１乃至３のいずれかに記載の発芽設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大麦などを人工的に管理された環境下で発芽させる発芽設備、特に、節電効果を高めてランニングコストを大幅に低減した発芽設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビール工場では良質の麦芽を安定して入手するために、人工的に管理された環境下で多量の大麦を発芽させる発芽設備を設けている。その大麦発芽設備の一例の概略を図３に示す。
【０００３】
図中１は製麦棟である。この製麦棟１の内部に床面がメッシュの発芽室２が設けられている。また、発芽室２を経由する空気循環路３と、循環路内の空気を循環させる送風機４と、循環空気を冷却して発芽室２に送り込む熱交換器５と、循環空気を所定の湿度に保つための噴霧装置６と、空気循環路３の外気導入口を開閉する外気導入シャッタ７と、空気循環路３の排気口を開閉する排気シャッタ８と、発芽室２の空気出口部３ａにおいて空気循環路３を開閉する循環シャッタ９が設けられている。
【０００４】
この設備の発芽室２に大麦を入れて発芽させる。１０は発芽させる大麦麦層である。この大麦麦層１０は発芽に伴って熱をもち、それを冷やすために冷却した空気を空気循環路３から発芽室２に導入する。
【０００５】
空気循環路３に流す空気の冷却には、冷凍機（図示せず）で冷やした水を用いている。空気循環路３内を循環させる空気の源は、外気導入シャッタ７を通して外部から取り入れた外気と発芽室２からの排気を混合したものである。これを熱交換器５で冷却して発芽室２に送り込み、発芽中の大麦麦層１０を適温になるように冷却する。
【０００６】
熱交換器５には、冷凍機の消費電力を減らすためにできるだけ温度の低い空気を送り込むのがよいが、冷却用空気の温度が低すぎると大麦麦層１０が冷えて発芽に支障をきたす。
【０００７】
その対策としてヒータを設け、冷えすぎた空気を設定温度になるまで温めて供給することが考えられるが、内部に取り込む外気の量を制御すればヒータを用いなくても冷却用空気の冷えすぎを防止することができ、この方が、無駄な電力消費を省けて経済的に有利である。
【０００８】
このためにこれまでは、手動操作で外気導入シャッタ７と循環シャッタ９の開度を切り替え、この操作で内部に取り込む外気の量を制御して最適な温度の空気を取り入れる方法が採られていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
シャッタの開度を手動で切り替える従来の方法では、設備の無人運転を行う夜間にはシャッタの開度を変更することができない。そこで、夜間の外気温度を推測してシャッタ開度を設定していた。この際のシャッタ開度は、外気温度は特に早朝に急激に低下し易く、この早朝の空気の冷えすぎは順調な発芽を妨げるため何としても避ける必要があることから、高めの温度になるように設定しており、そのために、外気の利用効率が悪くなり、冷凍機の実質運転時間が長くなって節電効果が十分に引き出されていなかった。
【００１０】
この発明は、シャッタの開度切り替えが自動的に適切になされるようにして節電効果を高める（発芽設備のランニングコストを低減する）ことを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、種を収納して発芽させる発芽室、その発芽室を経由する空気循環路、この空気循環路内の空気を循環させる送風機、循環空気を冷却して前記発芽室に送り出す熱交換器、循環空気に一定の湿度を与える噴霧装置、前記空気循環路の外気導入口を開閉する外気導入シャッタ、前記空気循環路の排気口を開閉する排気シャッタ、及び前記発芽室の空気出口部側で空気循環路を開閉する循環シャッタを備える発芽設備において、前記外気導入シャッタと循環シャッタを動力駆動のシャッタにし、さらに、この発芽設備に、前記熱交換器の入口側空気温度と出口側空気設定温度を比較する温度比較手段と、外気と循環空気のエンタルピーを比較するエンタルピー比較手段と、前記温度比較手段とエンタルピー比較手段からの情報に基づいて前記外気導入シャッタと循環シャッタの開度を切り替える制御装置を付加した。
【００１２】
この発芽設備は、外気導入シャッタと循環シャッタの開度を制御装置からの指令に基づいて自動的に切り替え、熱交換器の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも高いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの低い方の空気を空気循環路に多く取り入れ、一方、熱交換器の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも低いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの高い方の空気を空気循環路に多く取り入れることができる。
【００１３】
熱交換器の入口側空気温度と出口側空気設定温度の比較、その比較結果に基づくシャッタの開度切り替えは、リアルタイムでなされるようにしてもよいが、循環空気や外気の温度が短時間の間に急変することは考え難いので一定時間毎になされるようにしておけば十分である。
【００１４】
循環シャッタの開度を小さくし、外気導入シャッタの開度を逆に大きくすると外気の取り入れ量が増加する。外気の取り入れ量を減らす場合には循環シャッタの開度を大きくし、外気導入シャッタの開度を逆に小さくすればよい。
【００１５】
排気シャッタは、循環空気の風圧によって開度が自動的に変化するものを用いると、制御装置による開度切り替えを行わずに済む。
【００１６】
なお、循環シャッタの閉制御は、所定開度になるまでは開度を一定の変化率で段階的に小さくし、所定開度以下となった後は所定開度になるまでの開度変化率よりも小さな変化率で段階的に小さくするようになされるようにしておくのが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の発芽設備は、外気導入シャッタと循環シャッタの開度切り替えが温度比較手段とエンタルピー比較手段からの情報に基づいて自動的になされ、それにより、夜間でも発芽室に導入する空気が冷えすぎず、また、外気と循環空気の混合割合が最適化されて冷凍機の運転が必要最小限に抑えられ、大きな節電効果が発揮される。
【００１８】
また、シャッタ開度の自動切り替えにより、手動切り替えの手間も省かれる。
【００１９】
このほか、循環シャッタの閉制御が、所定開度になるまでは一定の変化率で開度が段階的に小さくなり、所定開度以下となった後は所定開度になるまでの開度変化率よりも小さな変化率で段階的に小さくなるようになされるものは、所定開度以下となった後の外気取り込み量が少なくなり、冷たい外気の過剰取り込みによる循環空気温度の異常低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の発芽設備の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図中１は製麦棟である。この製麦棟１の内部に床面がメッシュの発芽室２が設けられている。また、発芽室２を経由する空気循環路３と、その空気循環路３内の空気を循環させる送風機４と、循環空気を冷却して発芽室２に送り込む熱交換器５と、循環空気を所定の湿度に保つための噴霧装置６と、空気循環路３の外気導入口を開閉する外気導入シャッタ７と、空気循環路３の排気口を開閉する排気シャッタ８と、発芽室２の空気出口部３ａにおいて空気循環路３を開閉する循環シャッタ９と、送風機４の入口部において循環空気の温度（熱交換器５の入口空気温度）と湿度を計測する温度センサ１１及び湿度センサ１２と、発芽室２の上部温度（発芽室温度）を計測する温度センサ１３が設けられ、さらに、外気の温度と湿度を計測する温度センサ１４、湿度センサ１５と、シャッタの開度切り替えを行って発芽室２の温度を適正に保つ制御装置１６が設けられている。外気導入シャッタ７及び循環シャッタ９は動力駆動のシャッタである。また、排気シャッタ８は、空気循環路３を流れる循環空気の風圧によって開度が自動調整されるものを用いており、空気循環路３から外気導入量に見合う量の空気がこの排気シャッタ８を通して外部に排出される。
【００２１】
空気循環路３は、熱交換器５に通して冷却した空気を発芽室２の床下通路に流し、これをメッシュの床面を透過させて発芽室２に導入する。次に、発芽室２の空気出口部３ａから循環シャッタ９を経由して入口側に還流させる構造になっている。熱交換器５には、図示しない冷凍機で冷却した水が供給され、その冷水を媒体にして空気の冷却が行われる。
【００２２】
図示の設備は、発芽室２内の大麦麦層１０を発芽させるが、発芽対象は他の穀物等であってもよい。発芽室２には、噴霧装置６によって飽和状態になるまで水分を含ませた空気が導入される。
【００２３】
制御装置１６には、温度センサ１１で計測した温度と熱交換器５の出口空気設定温度とを比較する温度比較回路１７と、外気のエンタルピーと循環空気のエンタルピーを求めて比較するエンタルピー比較回路１８と、比較回路１７、１８からの情報に基づいて必要時に、外気導入シャッタ７と循環シャッタ９に開度切り替え指令を出すシャッタ開度制御回路１９と、熱交換器５の出口空気設定温度、各温度センサで実測した発芽室温度、外気温度、循環空気温度、シャッタ７、９の開度を示す表示装置２０が含まれている。図２に表示装置２０の表示画面の一例を示すが、表示形態はこれに限定されるものではない。展開ボタンを操作して表示内容を切り替えたり、設定値を変更したり、発芽室２の温度や設備に異常が発生したときに異常表示を行うなど任意の機能を付加してよい。
【００２４】
外気のエンタルピーは、ここでは温度センサ１４と湿度センサ１５で計測した温度と湿度から求めるようにしている。循環空気のエンタルピーも、温度センサ１１と湿度センサ１２で計測した送風機４の入口部における空気温度と湿度から求めるようにしたが、エンタルピーの把握は他の方法で行ってもよい。
【００２５】
制御装置１６による外気導入シャッタ７と循環シャッタ９の開度切り替えは、熱交換器５の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも高いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの低い方の空気を空気循環路に多く取り入れ、一方、熱交換器５の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも低いときには循環空気と外気のうちエンタルピーの高い方の空気を空気循環路に多く取り入れるように行われる。
【００２６】
今、熱交換器５の入口側空気温度が出口側空気設定温度よりも高く、このときに外気のエンタルピーが循環空気のエンタルピーよりも低ければ、循環シャッタ９の開度が小、外気導入シャッタ７の開度が大になって外気の取り入れ量が増え、一方、外気のエンタルピーが循環空気のエンタルピーよりも高ければ、循環シャッタ９の開度が大、外気導入シャッタ７の開度が小になって循環空気の再循環量が増える。
【００２７】
なお、例示の設備は、温度の比較とエンタルピーの比較を１０分間隔で実施し、その比較結果に基づいて、外気導入シャッタ７と循環シャッタ９の開度を予め設定した一定の変化率Ｚ％きざみで段階的に制御するようにしている。また、循環シャッタ９については、閉まる方向に制御されるときには所定開度Ｘ％以下となるまでは一定の変化率で開度を低下させていき、所定開度Ｘ％以下となった後は、通常変化率Ｚ％よりも小さいＹ％の変化率で開度を低下させるようにしている。
【００２８】
例えば、所定開度Ｘ：３０％、変化率Ｚ：１０％、変化率Ｙ：２％として循環シャッタ９を開度５０％から順に閉じていく場合には、この循環シャッタ９の開度が、５０％→４０％→３０％→２８％→２６％→２４％という具合に変化していく。また、外気と循環空気のエンタルピーの大小関係が逆転して例えば開度２４％の状態から循環シャッタ９を開き方向に制御する場合には、２４％から一気に３０％に戻り、３０％から１０％きざみで開度が大きくなっていくようにしている。
【００２９】
このように、所定開度以下になった後の開度変化率を通常変化率よりも小さくすると、冷えた外気の過剰取り込み、それによる発芽室２の冷えすぎの問題が起こらない。
【００３０】
なお、ビール工場の大麦発芽設備を改造して上述した方法でシャッタ開度の自動切り替えを行った結果、１年間で約１７０万円もの節電効果が得られ、この発明の有効性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の発芽設備の概要を示す図
【図２】制御装置に含まれる表示装置のモニター画面の一例を示す図
【図３】既存の発芽設備の概要を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１      製麦棟
２      発芽室
３      空気循環路
３ａ    空気出口部
４      送風機
５      熱交換器
６      噴霧装置
７      外気導入シャッタ
８      排気シャッタ
９      循環シャッタ
１０    大麦麦層
１１、１３、１４  温度センサ
１２、１５  湿度センサ
１６    制御装置
１７    温度比較回路
１８    エンタルピー比較回路
１９    シャッタ開度制御回路
２０    表示装置
【図１】
2005121321.tif 000003
【図２】
2005121321.tif 000004
【図３】
2005121321.tif 000005